Die Antenne
35 MHz und 40 MHz

Zwei HF (HochFrequenz) Antennen sind bei unseren Koax Heli integriert. Die Sendeantenne ist an der Funkfernsteuerung als Teleskop (ausziehbar) integriert. Die Antenne des Empfängers ist ein Kabel am Receiver der 4in1 oder 3in1. 3in1 bedeutet das Controller und Receiver (Empfänger) in zwei Gehäusen voneinader getrennt sind. Über die Antenne der Funkfernsteuerung werden die Steuersignale an den Receiver (3in1 oder Teil der 4in1) gesendet. Bei unseren Koax Helis geschieht dies zumeist mit 4 - 11 Kanälen die seriell (hintereinander) gesendet werden. Dazu werden verschiedene Techniken angewendet die, die Empfänger verschiedener Hersteller teilweise zueinander inkompatibel machen. So werden bei den Walkera 40 MHz Funkfernsteuerungen 5 Kanäle zur Identifizierung des Senders verwendet. Viele Receiver von E-Sky, JPerkins, Graupner und E-Flite können 6 Kanäle steuern, aber die Sender wurden teilweise auf nur 4 steuerbare Kanäle beschränkt. Die Antenne und ihre Länge sind entscheidend für eine sichere Funkübertragung. Wenn der Sender eingeschaltet wird muß die Teleskope-Antenne voll ausgezogen sein, ansonsten wird durch die Fehlanpassung der Antenne viel Leistung (Batteriestrom) verbraucht. Von Zeit zu Zeit ist zu überprüfen ob die Antenne im Sender noch richtig festgeschraubt ist. Ist die Sender Antenne locker kommt es zu Störungen in der Übertragung die sich im Koax Heli mit Aussetzern während des Fluges bemerkbar machen können. Die Bürsten an den Kollektoren der Motoren bilden ein Bürstenfeuer, dass wirkt wie ein Störsender auf ein sehr breites Frequenzspektrum. Dabei werden auch die Motorkabel zu Sendeantennen dieses Störsenders. An den Motoren befinden sich Kondensatoren die die Störungen dämpfen. Eine zusätzliche Möglichkeit diesen Störsender zu dämpfen, sind die Schottky Dioden direkt auf den Motoren. Eine wichtige Maßnahme ist die Antenne möglichst ohne kurven lang über den ganzen Rumpf zu verlegen. Dabei ist eine möglichst große Entfernung zu den Motoren und anderen stromführenden Kabeln einzuhalten. Das Aufwickeln der Antenne beeinflußt die Eigenschaften der Antenne und damit auch die Reichweite. Dabei kann nicht ohne komplizierte Berechnungen vorausgesagt werden, ob sich der Empfang verbessert oder verschlechtert. Letztendlich ist es besser die Antenne so zu betreiben, wie sie berechnet wurde. Wer nur in der Wohnung fliegt kann die aufgewickelte Antenne wahrscheinlich so lassen wie sie ist. Zumindest bei 35 MHz ist sehr selten mit Störungen zu rechnen. Auf den 40 MHz Frequenzen ist erheblich mehr los. Ein Test kann halbwegs Sicherheit darüber geben ob die Antenne im Rumpf verlegt werden muß. Die Antenne des 35 MHz Empfängers ist schon zu kurz, sie darf nicht weiter gekürzt werden. Der Sender der Funkfernsteuerung läßt sich gut nachmessen. Der Sender muß auf seine Frequenz eingemessen sein um die optimale Leistung abzustrahlen. Bei bedenklich vielen Funkfernsteuerungen haben wir Einstellungen nachgemessen die sehr weit daneben lagen. Das führt unweigerlich zu einem höheren Stromverbrauch und einer geringeren Reichweite des Senders. Der Empfänger läßt sich nicht so einfach messen, ohne einen Schaltplan zu besitzen. Über die Antenne empfängt der Receiver ein breites Spektrum an Frequenzen mehr oder weniger stark. Über Filter im Receiver sollen die falschen Frequenzen möglichst ausgelöscht werden, so dass eigentlich nur ein enger Frequenzbereich in den Empfänger gelangt. Auf diese Filter wurde weitestgehend verzichtet, bei den meisten Receivern gibt es keine Filter. Während es der Sender mit der immer gleichen Sendeleistung einfach hat, muss der Receiver auf die Signalstärke des Senders reagiren. Ist der Sender ganz dicht am Receiver, muss der Empfänger das Signal sehr stark abschwächen. Ist der Sender weit vom Receiver entfernt, muss das Sendersignal sehr stark verstärkt werden. Eine Verstärkung bringt immer rauschen mit sich, gleichzeitig werden die Störsignale mit verstärkt. Die Herausforderung besteht darin trotzdem das Signal des Senders noch klar zu verstehen. Für Funkfernsteuerungen hat sich das relativ einfach zu erzeugende PPM (PulsPhasenModulation) Verfahren durchgesetzt. Dabei kann ein Sender über mehr Kanäle als der Empfänger verfügen und ist trotzdem kompatibel. Im PPM Signal werden Impulse gleicher Amplitude gesendet. Wenn kein Steuersignal gesendet wird, haben alle Impulse im PPM Signal den gleichen Abstand zueinander. Erst wenn Signale gesendet werden verändern sich die Impulse im Abstand zueinander. Nachdem alle Kanäle einmal gesendet wurden, wir zur Sychronisation ein Impuls gesendet, so dass der Empfänger auch bei Empfangsstörungen die Kanäle nach jedem Durchgang wieder neu zuordnen kann. Die Antenne ist bei einem 35 MHz Koax Heli etwa 1m lang. Das ist zwar eine grausame Fehlanpassung, doch reicht die Antenne aus, um noch Signale bis 100m Entfernung vom Sender zu empfangen. Alle 35 MHz Koaxe verfügen über eine gekürzte Antenne. Die notwendige Länge einer Antenne ist von der Frequenz abhängig in der sie Senden oder Empfangen soll. Es gibt einige technische Möglichkeiten eine Antenne zu verkürzen. So wird die Antenne des Senders mit einer Spule verkürzt. Aufgrund der Komplexität eine Berechnung zur richtige Anpassung verzichten wir hier auf eine Erläuterung. Die notwendige Länge einer Antenne wird nach Lamda berechnet. Lamda ist die Länge einer Welle für die jeweilige Frequenz. Eine gute Antenne sollte die Länge einer viertel Welle haben. Man spricht dann von Lamda viertel (Lamda/4). Die folgende Formel dient der Berechnung von Lamda einer bestimmten Frequenz. Frequenz in MHz = Lichtgeschwindigkeit in Kilometer pro Sekunde / Lamda in mm Lichtgeschwindigkeit in Kilometer pro Sekunde / Frequenz in MHz = Lamda in mm Lichtgeschwindigkeit im Vakuum = 300.000 KM/s Lichtgeschwindigkeit auf der Erde = 299.792 KM/s 299792KM/s / 35 MHz= 8565,49 mm Lamda 299792KM/s / 35,200 MHz = 8516,82 mm Lamda 8565,49 mm / Lamda/4 = 2142,37 mm = 2,14 m bei 35 MHz 8516,82 mm / Lamda/4 = 2119,21 mm = 2,11 m bei 35,200 MHz Diese Berechnung gilt wenn die Antenne einen Durchmesser von 0 hat. Darum muß zusätzlich ein Verkürzungsfaktor von etwa 0,95 eingerechnet werden. Drahtdicke = Verkürzungsfaktor 0,95 2,14m x 0,95 = 2,033 m 2,11m x 0,95 = 2,022 m Also sollte Deine Antenne 2,02m bis 2,03 m sein um einen guten Empfang im 35MHz Band zu haben. Es wird deutlich wie gering die Unterschiede in der Länge der Antenne sind um auf eine bestimmte Frequenz optimiert zu sein. Optimal wäre eine Dipol Antenne, die aus zwei mal Lamda/4 Empfangsantennen besteht. Der Kabelsalat ist im Koax Heli natürlich nicht unterzubringen, darum hat unsere Empfangsantenne nur ein mal Lamda/4 und als Gegengewicht alle Leitungen die mit dem Minus Pol des LiPo Akku verbunden sind. Da unsere Empfangsantenne kürzer als Lamda/4 ist muß sie durch ein Netzwerk angepasst werden. Ein Netzwerk besteht aus Spulen oder Kondensatoren. Am besten ist die Verwendung von Spulen und Kondensatoren. Mit den 1m  Antennen ab Werk  haben wir nicht die optimale Antenne im Receiver für unseren Koax Heli. Dennoch reicht die Sendeleistung und die Empfangsantenne aus um über eine Reichweite von etwa 50 bis 100m einen Empfang zu ermöglichen. Wer seinen Koax Heli schon einmal aus 100m Entfernung betrachtet hat, wird wissen das seinen Koax Heli aus dieser Entfernung nur noch als kleinen Punkt wahrnimmt. Es wird also kaum beabsichtigt vorkommen in dieser Entfernung vom Sender zu fliegen. Wer weiter als im Umkreis von 20m fliegen möchte sollte die Antenne über den Rumpf bis an das Heck ziehen und den Rest nach unten hängen lassen. So ist ein optimaler Empfang garantiert. Die größte Empfangssicherheit besteht wenn der Sender auf die Frequenz des Empfängers nachgestimmt wird. Im Sender sind zwei Trimmkondensatoren die Einfluss auf die Sendefrequenz haben. die Frequenz im Empfänger kann nicht nachgetrimmt werden. Die Quarze im Sender und im Empfänger sind Oberton Quarze die auf der dritten Oberwelle arbeiten. Die Quarzformel lautet:  - Die gemessene Quarz Frequenz mal 3 ist die Sende Frequenz. - Die gemessene Empfänger Quarz Frequenz mal 3 plus 0.455 Mhz 0,455Mhz ist die Zwischenfrequenz da wird die Regelung gemacht und auch die meiste Filterung. Ein guter Empfänger hat noch Vorstufenfilter. Eine Antenne kann die Länge von Lamda, Lamda/2 oder Lamda/4 haben. Unsere Koax Antennen habe die Länge von Lamda/8, wenn es das geben würde. Je kürzer die Antenne,  je schlechter der Empfang. Eine Kürzung der Antenne um die Hälfte verringert den Empfang nicht um die Hälfte, sondern um ein vielfaches mehr. Darum sollte die Antenne unbedingt genauso bleiben wie sie ist, bevor Du etwas dramatisch verschlimmbesserst.

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